DE112014003600T5

DE112014003600T5 - Axialflusszerstäubungsmodul

Info

Publication number: DE112014003600T5
Application number: DE112014003600.5T
Authority: DE
Inventors: John Stanavich; Megan Wikaryasz; Rick Thompson
Original assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Current assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2014-07-28
Publication date: 2016-05-25
Also published as: KR20160038051A; CN105452624A; KR101780341B1; CN105452624B; JP2016525648A; WO2015020819A1

Abstract

Eine Abgasbehandlungskomponente zur Behandlung eines Motorabgases, enthaltend ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass. Eine Mischvorrichtung ist zwischen dem Einlass und dem Auslass in dem Gehäuse positioniert, und die Mischvorrichtung enthält einen mit dem Auslass in Verbindung stehenden Mantel, ein Zersetzungsrohr mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende und eine Strömungsumkehrvorrichtung, die nahe dem zweiten Ende angeordnet ist. Das erste Ende erstreckt sich von dem Mantel und ist dazu ausgestaltet, das Abgas vom Einlass aufzunehmen, und ist dazu ausgestaltet, ein Abgasbehandlungs-Reagensfluid aufzunehmen. Das zweite Ende ist in dem Mantel positioniert. Die Strömungsumkehrvorrichtung ist dazu ausgestaltet, ein Gemisch aus dem Abgas und dem Abgasbehandlungs-Reagensfluid in vorbestimmten Richtungen in den Mantel zu leiten; die Strömungsumkehrvorrichtung kehrt eine Strömungsrichtung des Abgases zurück zu dem ersten Ende des Zersetzungsrohrs um.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung richtet sich auf ein Abgasnachbehandlungssystem, das eine Abgasmischvorrichtung beinhaltet.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt enthält Angaben zum technischen Hintergrund in Bezug auf die vorliegende Offenbarung, ohne dass es sich dabei zwingend um den Stand der Technik handeln muss.
Abgasnachbehandlungssysteme können ein Abgasbehandlungs-Reagensfluid in den Abgasstrom eindosieren, bevor der Abgasstrom verschiedene Abgasnachbehandlungskomponenten durchströmt. Beispielsweise kann ein Harnstoff-Abgasbehandlungsfluid in den Abgasstrom eindosiert werden, bevor der Abgasstrom einen Katalysator mit selektiver katalytischer Reduktion (SCR) durchströmt. Der SCR-Katalysator ist jedoch am effektivsten, wenn das Abgas ausreichend mit dem Harnstoff-Abgasbehandlungsfluid vermischt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Dieser Abschnitt enthält eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung und ist keine umfassende Offenbarung ihres gesamten Umfangs oder all ihrer Merkmale.
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Abgasbehandlungskomponente zur Behandlung eines Motorabgases bereit, umfassend ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass. Eine Mischvorrichtung ist zwischen dem Einlass und dem Auslass in dem Gehäuse positioniert, und die Mischvorrichtung enthält einen mit dem Auslass in Verbindung stehenden Mantel, ein Zersetzungsrohr mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende und eine Strömungsumkehrvorrichtung, die nahe dem zweiten Ende angeordnet ist. Das erste Ende erstreckt sich von dem Mantel und ist dazu ausgestaltet, das Abgas vom Einlass aufzunehmen, und ist dazu ausgestaltet, ein Abgasbehandlungs-Reagensfluid aufzunehmen. Das zweite Ende ist in dem Mantel positioniert. Die Strömungsumkehrvorrichtung ist dazu ausgestaltet, ein Gemisch aus dem Abgas und dem Abgasbehandlungs-Reagensfluid in vorbestimmten Richtungen in den Mantel zu leiten; die Strömungsumkehrvorrichtung kehrt eine Fließrichtung des Abgases zurück zum ersten Ende des Zersetzungsrohrs um.
Weitere Anwendbarkeitsbereiche werden im Zuge der nachfolgenden Beschreibung deutlich. Die Beschreibung und spezifischen Ausführungsbeispiele in dieser Zusammenfassung dienen allein illustrativen Zwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
ZEICHNUNGEN
Die hier beschriebenen Zeichnungen sollen lediglich ausgewählte Ausführungsformen und nicht sämtliche Realisierungen illustrieren und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
1 zeigt in schematischer Darstellung ein Abgassystem nach einem Grundsatz der vorliegenden Offenbarung;
2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Abgasbehandlungskomponente nach einem Grundsatz der vorliegenden Offenbarung;
3 ist eine perspektivische Seitenansicht der in 2 dargestellten Abgasbehandlungskomponente;
4 ist eine perspektivische Vorderansicht der in 2 dargestellten Abgasbehandlungskomponente;
5 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie 5-5 von 4;
6 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie 6-6 von 4;
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Mischanordnung nach einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
8 ist eine perspektivische Explosionsansicht der in 7 dargestellten Mischanordnung;
9 ist eine Querschnittsansicht der in 7 dargestellten Mischanordnung;
10 ist eine perspektivische Ansicht einer Mischanordnung nach einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
11 ist eine perspektivische Ansicht einer Strömungsumkehrvorrichtung und Dispersionsvorrichtung der in 10 dargestellten Mischanordnung;
12 ist eine perspektivische Ansicht der in 11 dargestellten Dispersionsvorrichtung in einem zusammengebauten Zustand;
13 ist eine weitere perspektivische Ansicht der in 11 dargestellten Dispersionsvorrichtung in einem nicht zusammengebauten Zustand;
14 ist eine perspektivische Ansicht einer Mischanordnung nach einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
15 ist eine perspektivische Ansicht einer Strömungsumkehrvorrichtung und Dispersionsvorrichtung der in 14 dargestellten Mischanordnung;
16 ist eine perspektivische Ansicht der in 15 dargestellten Dispersionsvorrichtung;
17 ist eine perspektivische Ansicht einer Mischanordnung nach einer vierten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
18 ist eine perspektivische Teilansicht der in 17 dargestellten Mischanordnung;
19 ist eine perspektivische Querschnittsansicht von 17;
20 ist eine perspektivische Ansicht einer Mischanordnung nach einer fünften beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
21 ist eine perspektivische Explosionsansicht der in 10 dargestellten Mischanordnung;
22 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Abgasbehandlungskomponente nach einem Grundsatz der vorliegenden Offenbarung;
23 ist eine Querschnittsansicht der in 22 dargestellten Abgasbehandlungskomponente;
24 ist eine perspektivische Ansicht eines Abgasnachbehandlungssystems nach einem Grundsatz der vorliegenden Offenbarung;
25 ist eine perspektivische Ansicht einer Abgasbehandlungskomponente, die Teil des in 24 dargestellten Abgasnachbehandlungssystems bildet;
26 ist eine weitere perspektivische Ansicht der in 25 dargestellten Abgasbehandlungskomponente;
27 ist eine perspektivische Draufsicht der in 25 dargestellten Abgasbehandlungskomponente;
28 ist eine perspektivische Seitenansicht der in 25 dargestellten Abgasbehandlungskomponente;
29 ist eine perspektivische Querschnittsansicht der in 25 dargestellten Abgasbehandlungskomponente;
30 ist eine Querschnittsansicht der in 25 dargestellten Abgasbehandlungskomponente;
31 ist eine perspektivische Seitenansicht einer Abgasbehandlungskomponente gemäß einem Grundsatz der vorliegenden Offenbarung; und
32 ist eine Querschnittansicht der in 31 dargestellten Abgasbehandlungskomponente.
Entsprechende Bezugszeichen zeigen in den unterschiedlichen Zeichnungsansichten entsprechende Teile an.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es folgt eine umfassendere Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
1 zeigt in schematischer Darstellung ein Abgassystem 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Abgassystem 10 kann wenigstens einen Verbrennungsmotor 12 beinhalten, der in Verbindung mit einer Kraftstoffquelle (nicht dargestellt) steht, die nach erfolgtem Verbrauch Abgase erzeugt, die in einen Abgaskanal 14, der ein Abgasnachbehandlungssystem 16 aufweist, ausgetragen werden. Stromabwärts des Verbrennungsmotors 12 kann ein Paar von Abgasbehandlungskomponenten 18 und 20 angeordnet sein, die katalysatorbeschichtete Substrate oder Filter 22 und 24 beinhalten können. Katalysatorbeschichtete Substrate oder Filter 22 und 24 können eine beliebige Kombination eines Dieselpartikelfilters (DPF), eines Diesel-Oxidationskatalysators (DOC), einer selektiven katalytischen Reduktionskomponente (SCR), eines Mager-NOx-Katalysators, eines Ammoniakschlupfkatalysators oder einer anderen dem Fachmann bekannten Art von Abgasbehandlungsvorrichtung sein. Falls ein DPF verwendet wird, kann er katalysatorbeschichtet sein.
Obwohl von der vorliegenden Offenbarung nicht gefordert, kann das Abgasnachbehandlungssystem 16 ferner Komponenten wie eine thermische Verstärkungsvorrichtung oder einen Brenner 26 beinhalten, um eine Temperatur des Abgases bei Durchströmung des Abgaskanals 14 zu erhöhen. Die Erhöhung der Temperatur des Abgases ist günstig, um das Anspringen (Light-Off) des Katalysators in der Abgasbehandlungskomponente 18 bei kalter Witterung und beim Starten des Verbrennungsmotors 12 zu erreichen und um die Regenerierung der Abgasbehandlungskomponente 18 einzuleiten, wenn das Abgasbehandlungssubstrat 22 bzw. 24 ein DPF ist.
Um die Verminderung der von dem Verbrennungsmotor 12 erzeugten Emissionen zu unterstützen, kann das Abgasnachbehandlungssystem 16 ein Dosiermodul 28 zur periodischen Eindosierung eines Abgasbehandlungsfluids in den Abgasstrom beinhalten. Wie in 1 zu sehen, kann das Dosiermodul 28 stromaufwärts der Abgasbehandlungskomponente 18 angeordnet sein und ist so betreibbar, dass es ein Abgasbehandlungsfluid in den Abgasstrom einspritzt. Diesbezüglich steht das Dosiermodul 28 über Einlassleitung 34 in fluidtechnischer Verbindung mit einem Reagenstank 30 und einer Pumpe 32, um ein Abgasbehandlungsfluid wie Dieselkraftstoff oder Harnstoff stromaufwärts von Abgasbehandlungskomponenten 18 und 20 in den Abgaskanal 14 einzudosieren. Das Dosiermodul 28 kann auch über Rückleitung 36 in Verbindung mit dem Reagenstank 30 stehen. Rückleitung 36 gestattet die Rückführung von Abgasbehandlungsfluid, das nicht in den Abgasstrom eindosiert wurde, zum Reagenstank 30. Der Durchfluss des Abgasbehandlungsfluids durch Einlassleitung 34, Dosiermodul 28 und Rückleitung 36 unterstützt auch die Kühlung des Dosiermoduls 28, so dass das Dosiermodul 28 nicht überhitzt. Obwohl in den Zeichnungen nicht abgebildet, kann das Dosiermodul 28 so ausgestaltet sein, dass es einen Kühlmantel aufweist, der ein Kühlmittel um das Dosiermodul 28 herumführt, um es zu kühlen.
Die zur effektiven Behandlung des Abgasstroms erforderliche Menge an Abgasbehandlungsfluid kann je nach Last, Motordrehzahl, Abgastemperatur, Abgasvolumenstrom, Kraftstoffeinspritzzeiten, gewünschte NOx-Reduktion, Luftdruck, relative Feuchte, Abgasrückführungsrate (EGR-Rate) und Kühltemperatur des Motors variieren. Ein NOx-Sensor oder -Messgerät 38 kann stromabwärts der Abgasbehandlungskomponente 18 positioniert werden. Der NOx-Sensor 38 lässt sich so betreiben, dass er an eine Motorsteuereinheit 40 ein Signal ausgibt, das den Abgas-NO_x-Gehalt anzeigt. Alle oder einige der Betriebsparameter des Verbrennungsmotors können von der Motorsteuereinheit 40 über den Motor/Fahrzeug-Datenbus an ein elektronisches Reagensdosiersteuergerät 42 geliefert werden. Das elektronische Reagensdosiersteuergerät 42 könnte auch als Teil der Motorsteuereinheit 40 vorgesehen sein. Abgastemperatur, Abgasvolumenstrom und Abgasstaudruck sowie weitere Fahrzeugbetriebsparameter können von entsprechenden Sensoren gemessen werden, wie in 1 gezeigt.
Die zur effektiven Behandlung des Abgasstroms erforderliche Menge an Abgasbehandlungsfluid kann auch von der Größe des Verbrennungsmotors 12 abhängen. Große Dieselmotoren, die in Lokomotiven, Schifffahrtsanwendungen und stationären Anwendungen verwendet werden, können diesbezüglich Abgasdurchflussmengen aufweisen, die die Kapazität eines einzelnen Dosiermoduls 28 überschreiten. Obwohl für die Dosierung des Abgasbehandlungsfluids nur ein einziges Dosiermodul 28 dargestellt wird, ist dementsprechend davon auszugehen, dass die vorliegende Offenbarung mehrere Dosiermodule 28 für die Reagens-Einspritzung mit erfasst.
In den 2 bis 6 ist eine beispielhafte Ausgestaltung der Abgasbehandlungskomponenten 18 und 20 dargestellt. Wie in 2 am besten zu sehen, sind die Abgasbehandlungskomponenten 18 und 20 parallel zueinander angeordnet. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die Abgasbehandlungskomponenten 18 und 20 im Wesentlichen koaxial angeordnet sein können, ohne dass der Umfang der vorliegenden Offenbarung verlassen wird.
Die Abgasbehandlungskomponente 18 kann ein Gehäuse 44, einen Einlass 46 und einen Auslass 48 umfassen. Einlass 46 kann mit dem Abgaskanal 14 in Verbindung stehen und Auslass 48 kann mit der Abgasbehandlungskomponente 20 in Verbindung stehen. Obwohl Auslass 48 in direkter Verbindung mit der Abgasbehandlungskomponente 20 dargestellt ist, versteht es sich, dass eine zusätzliche Leitung (nicht dargestellt) zwischen Auslass 48 und Abgasbehandlungskomponente 20 positioniert werden kann. Die zusätzliche Leitung kann nichtlinear sein, so dass der durch die Leitung fließende Abgasstrom abbiegen muss, bevor er in die Abgasbehandlungskomponente 20 einströmt. Das Gehäuse 44 kann eine zylindrische Form aufweisen und einen ersten Abschnitt 50, der einen DOC 52 trägt, und einen zweiten Abschnitt 54, der DPF 56 trägt, beinhalten. Obwohl DOC 52 in der bildlichen Darstellung dem DPF 56 vorgeschaltet ist, versteht es sich, dass der DPF 56 dem DOC 52 vorgeschaltet sein kann, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen wird. Entgegengesetzte Enden des Gehäuses 44 können Endkappen 58 und 60 zur hermetischen Versiegelung des Gehäuses 44 beinhalten. Die Endkappen 58 und 60 können aufgesteckt und am ersten und zweiten Abschnitt 50 bzw. 54 angeschweißt werden. Der erste und der zweite Abschnitt 50 bzw. 54 können mit Schellen 62 gesichert werden. Die Verwendung von Schellen 62 gestattet einen leichten Abbau des DOC 52 bzw. DPF 56 zur Wartung, Reinigung oder Erneuerung dieser Komponenten. Das Abgas aus dem Abgaskanal 14 strömt in Einlass 46 ein, durchströmt DOC 52 und DPF 56 und tritt aus dem Auslass 48 aus, bevor es in die Abgasbehandlungskomponente 20 eintritt.
Die Abgasbehandlungskomponente 20 ist der Abgasbehandlungskomponente 18 wesentlich ähnlich. In dieser Hinsicht kann die Abgasbehandlungskomponente 20 ein Gehäuse 64, einen Einlass 66 und einen Auslass 68 umfassen. Der Einlass 66 steht mit Auslass 48 der Abgasbehandlungskomponente 18 in Verbindung und Auslass 68 kann mit einem stromabwärtigen Abschnitt des Abgaskanals 14 in Verbindung stehen.
Das Gehäuse 64 kann eine Zylinderform aufweisen und einen SCR 70 und Ammoniakschlupfkatalysator 72 tragen. Der SCR ist dem Ammoniakschlupfkatalysator 72 vorzugsweise vorgeschaltet. Entgegengesetzte Enden des Gehäuses 64 können Endkappen 74 und 76 zur hermetischen Versiegelung des Gehäuses 64 beinhalten. Die Endkappen 74 und 76 können aufgesteckt und am Gehäuse 64 angeschweißt werden. Alternativ dazu können die Endkappen 74 und 76 mit Schellen (nicht dargestellt) am Gehäuse 64 befestigt sein. Abgas aus dem Auslass 48 der Abgasbehandlungskomponente 18 wird in Einlass 66 einströmen, den SCR 70 und Ammoniakschlupfkatalysator 72 durchströmen und aus dem Auslass 68 austreten, bevor es in den stromabwärtigen Abschnitt von Abgaskanal 14 eintritt.
Das Dosiermodul 28 kann an der Endkappe 74 an einer Stelle in Nähe von Einlass 66 positioniert sein. Das Dosiermodul 28 kann so betrieben werden, dass es ein Reduktionsmittel wie Harnstoff-Abgasbehandlungsfluid in den Abgasstrom einspritzt, bevor der Abgasstrom den SCR 70 passiert. Es sollte ein ausreichendes Vermischen von Abgas und Abgasbehandlungsfluid erfolgen, um die Beseitigung von NOx aus dem Abgasstrom zu optimieren, während das Gemisch den SCR 70 durchströmt. Um das Vermischen von Abgasstrom und Harnstoff-Abgasbehandlungsfluid zu unterstützen, kann eine Mischanordnung 80 dem Einlass 66 nachgeschaltet und dem SCR 70 vorgeschaltet sein. Die Mischanordnung 80 ist in der Nähe von Dosiermodul 28 positioniert, so dass das Dosiermodul 28 das Harnstoff-Abgasbehandlungsfluid direkt in die Mischanordnung 80 eindosieren kann, wo es sich mit dem Abgasstrom vermischen kann.
Die 7 bis 9 illustrieren eine erste beispielhafte Ausführungsform von Mischanordnung 80. Die Mischanordnung 80 beinhaltet ein Zersetzungsrohr 82, das einen ersten Endbereich 84, der an der Endkappe 74 befestigt werden kann, und einen zweiten Endbereich 86, der in der Nähe des SCR 70 positioniert ist, beinhaltet. Das Zersetzungsrohr 82 kann im Wesentlichen zylindrisch sein, wobei ein radial aufgeweiteter Bereich 88 zwischen dem ersten und dem zweiten Endbereich 84 und 86 positioniert sein kann. Der radial aufgeweitete Bereich 88 umfasst einen sich konisch erweiternden Bereich 90, der das Zersetzungsrohr 82 weitet, einen zylindrischen Bereich 92 stromabwärts vom sich konisch erweiternden Bereich 90 mit einem Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser des ersten und zweiten Bereichs 84 und 86, und einen sich konisch verengenden Bereich 94, der das Zersetzungsrohr 82 verengt. Es versteht sich, dass der erste und der zweite Bereich 84 und 86 unterschiedliche Durchmesser aufweisen können, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Offenlegung abgewichen wird. Es versteht sich auch, dass die vorliegende Offenbarung keinen sich konisch verengenden Bereich 94 erfordert. Das heißt, der radial aufgeweitete Bereich 88 kann sich über die gesamte Länge des zweiten Endbereichs 86 erstrecken.
Der erste Endbereich 84 kann perforiert sein, so dass der erste Endbereich 84 eine Vielzahl erster Perforationen 96 beinhaltet. Die ersten Perforationen 96 können im Umfang des ersten Endbereichs 84 unterschiedlich groß sein und unterstützen die Verwirbelung und erhöhen eine Fließgeschwindigkeit des Abgasstroms bei dessen Eintritt ins Zersetzungsrohr 82. Obwohl in der vorliegenden Offenbarung nicht gefordert, kann eine perforierte Bundbuchse 98, die eine Vielzahl zweiter Perforationen beinhaltet, die als längliche Schlitze 100 ausgebildet sind, um den ersten Endbereich 84 herum angeordnet und an diesem befestigt sein. Die perforierte Bundbuchse 98 beinhaltet einen zylindrischen Bereich 102, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des ersten Endbereichs 84. Der zylindrische Bereich 102 verengt sich radial zu einem axial verlaufenden Flansch 104, der an einer Position in Nähe des radial aufgeweiteten Bereichs 88 durch Schweißen, Hartlöten oder ein anderes sicheres Befestigungsverfahren fest mit dem Zersetzungsrohr 82 verbunden sein kann.
Die länglichen Schlitze 100 können größer als die ersten Perforationen 96 bemessen sein. Die länglichen Schlitze 100 können in verschiedene Richtungen ausgerichtet sein, darunter Richtungen parallel zu einer Achse des Zersetzungsrohrs 82 und Richtungen senkrecht zur Achse des Zersetzungsrohrs 82. Es versteht sich jedoch, dass die länglichen Schlitze 100 jeweils gleich ausgerichtet sein können, ohne dass der Umfang der vorliegenden Offenbarung verlassen wird. Ähnlich wie die ersten Perforationen 96 unterstützen die länglichen Schlitze 100 die Verwirbelung und Erhöhung einer Fließgeschwindigkeit des Abgasstroms bei dessen Eintritt ins Zersetzungsrohr 82.
Die Mischanordnung 80 beinhaltet eine Strömungsumkehrvorrichtung 106 am zweiten Endbereich 86. Die Strömungsumkehrvorrichtung 106 kann am zweiten Endbereich 86 befestigt sein oder durch ein Prallblech (nicht dargestellt) gehaltert werden, das die Strömungsumkehrvorrichtung 106 in einer Position in Nähe der Abschlusskante 108 des zweiten Endbereichs 86 an der Endkappe 74 befestigt. Die Strömungsumkehrvorrichtung 106 ist ein im Wesentlichen becherförmiges Glied 110 mit einer innen ausgebildeten mittigen Ausbauchung 112. Die Strömungsumkehrvorrichtung 106 hat einen Durchmesser größer als der Durchmesser des zweiten Endbereichs 86 des Zersetzungsrohrs 82, so dass der Abgasstrom bei Eintritt in das becherförmige Glied 110 in Strömungsumkehr zurück in Richtung von Einlass 66 des Gehäuses 64 zwangsgeführt wird. Die Umkehrung des Abgasstroms unterstützt das Vermischen von Abgasbehandlungs-Reagensfluid und Abgasstrom, bevor der Abgasstrom den SCR 70 erreicht.
Die Strömungsumkehrrichtung 106 kann eine Vielzahl von Ablenkelementen 114 beinhalten, die das Vermischen des Abgasbehandlungs-Reagensfluids und des Abgasstroms weiter unterstützen. Die Ablenkelemente 114 können als eine Vielzahl von Leitflügeln ausgestaltet sein, die sich von einer Innenfläche 116 der Außenwand 118 der Strömungsumkehrvorrichtung 106 radial nach innen erstrecken. Zusätzlich zum radial nach innen gerichteten Verlauf können die Leitflügel 114 schrägwinklig zur Achse des Zersetzungsrohrs 82 angeordnet sein, um den Abgasstrom bei dessen Eintreten in die Strömungsumkehrvorrichtung 106 weiter zu lenken. Die Leitflügel 114 können planflächige Elemente oder leicht gekrümmt sein. Obwohl die Leitflügel 114 in der bildlichen Darstellung an der Innenfläche 116 der Strömungsumkehrvorrichtung 106 befestigt sind, versteht es sich, dass die Leitflügel 114 am zweiten Endbereich 86 des Zersetzungsrohrs 82 befestigt sein können.
Nach 6 kann die Mischanordnung 80 senkrecht zur Achse von Einlass 66 angeordnet sein. Der Abgasstrom tritt somit senkrecht in die Mischanordnung 80 ein, bevor er zum SCR 70 gelenkt wird. Beim Eintreten des Abgasstroms in das erste Ende 84 des Zersetzungsrohrs 82 kann sich eine Fließgeschwindigkeit des Abgasstroms erhöhen und der Fließweg des Abgasstroms wird aufgrund der ersten und zweiten Perforationen 96 und 100 krümmungsreich. Beim Eintreten des Abgasstroms in den radial aufgeweiteten Bereich 88 kann der Fließweg dazu neigen, an der Achse des Zersetzungsrohrs 82 zu verbleiben. Die Fließgeschwindigkeit des Abgasstroms kann sich zwar verringern, aber nur in einem minimalen Umfang, der ein zufriedenstellendes Vermischen von Abgas und Abgasbehandlungsfluid sicherstellt. Hierbei sorgt der radial aufgeweitete Bereich 88 für eine Diffusion der von den Perforationen 96 und 100 erzeugten Turbulenz im Abgasstrom, was einen eventuellen Fließgeschwindigkeitsverlust zu minimieren hilft. Die nachstehende Tabelle 1 fasst die Spitzengeschwindigkeit des Abgasstroms in verschiedenen Regionen in der Abgasbehandlungskomponente 20 zusammen.

Region Spitzengeschwindigkeit (m/s)

A 84

B 120

C 102

D 102

E 120

F 120

G 25

Tabelle 1
Wie in Tabelle 1 und 6 zu sehen, kann der Abgasstrom beim Eintreten in Einlass 66 eine Spitzengeschwindigkeit von 84 m/s aufweisen (Region A). Wenn der Abgasstrom in die Mischanordnung 80 durch die Bundbuchse 98 und den ersten Endbereich 84 des Zersetzungsrohrs 82 einströmt, kann sich die Fließgeschwindigkeit erhöhen (Region B). Die Erhöhung der Fließgeschwindigkeit in Region B bewirkt eine große Geschwindigkeitsdifferenz zwischen einer Fließgeschwindigkeit des von Dosiermodul 28 eingespritzten Abgasbehandlungsfluids und dem durch die Perforationen 96 und 100 strömenden Abgas. Die Geschwindigkeitsdifferenz des Hauptabgasstroms führt zu aerodynamischen Kräften, die größer sind als die Oberflächenspannungseigenschaft des Abgasbehandlungsfluids, was zum Tropfenabriss und zur Zerstäubung des Abgasbehandlungsfluids führt.
Wenn das Abgas dann in den radial aufgeweiteten Bereich 88 einströmt, kann sich das Abgas etwas verlangsamen (Regionen C und D). Beim Ausströmen des Abgases aus dem radial aufgeweiteten Bereich und Einströmen in die Strömungsumkehrvorrichtung 106 kann sich anschließend die Fließgeschwindigkeit erhöhen (Regionen E und F). Die Abgasgeschwindigkeit kann danach abnehmen, wenn das Abgas den SCR 70 erreicht (Region G). Da die Abgasgeschwindigkeit an einer Stelle (Region B) zunimmt, an der das Abgasbehandlungsfluid in den Abgasstrom eindosiert wird, und bei Austreten aus der Strömungsumkehrvorrichtung 106 zunimmt, können das Abgas und das Abgasbehandlungsfluid ausreichend miteinander vermischt werden, um eine zufriedenstellende Zerstäubung des Abgasbehandlungsfluids sicherzustellen.
Des ungeachtet sind Niedriggeschwindigkeitsströmungszonen 120 an Positionen angrenzend an die Innenwände 122 des Zersetzungsrohrs 82 vorhanden (9), während der Abgasstrom sich im radial ausgeweiteten Bereich 88 (Region D) befindet. Diese Zonen 120 umgeben den Abgasstrom, während dieser den radial aufgeweiteten Bereich 88 durchströmt, und helfen zu verhindern, dass die Innenwände 122 mit dem Abgasbehandlungs-Reagensfluid benetzt werden. Durch die Verhinderung der Benetzung der Innenwände 122 wird eine Ablagerung von festem Harnstoff an den Innenwänden 122 verhindert oder wenigstens wesentlich minimiert.
Beim Eintreten des Abgasstroms in den zweiten Endbereich 86 des Zersetzungsrohrs 82 wird sich die Fließgeschwindigkeit des Abgasstroms wieder erhöhen und bleibt beim Eintritt in die und Austritt aus der Strömungsumkehrvorrichtung 106 erhöht. Mit Eintreten in die Strömungsumkehrvorrichtung 106 wird die Fließrichtung des Abgasstroms zurück in Richtung Einlass 66 umgekehrt. Beim Austreten des Abgasstroms aus der Strömungsumkehrvorrichtung 106 wird das Abgas von Leitflügeln 114 geleitet, die ein weitergehendes Vermischen von Abgas und Abgasbehandlungsfluid unterstützen. Zusätzlich kann der Abgasstrom den sich konisch verjüngenden Bereich 94 des Zersetzungsrohrs 82 anströmen, der eine Ablenkung des Abgasstroms weg von der Mischanordnung 80 weiter unterstützen kann. Der Abgasstrom fließt dann frei in Richtung SCR 70.
Unter Verweis auf die 10 bis 13 wird nun eine zweite beispielhafte Mischanordnung 200 beschrieben. Die Mischanordnung 200 ähnelt der in den 7 bis 9 dargestellten Mischanordnung 80. Komponenten, die beide Anordnungen gemeinsam haben, werden aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht nochmals beschrieben. Die Mischanordnung 200 beinhaltet eine Ablenkvorrichtung 202, die eine Vielzahl von Ablenkelementen 204 umfasst. Wie in 13 am besten zu sehen, kann die Ablenkvorrichtung 202 aus einem länglichen Streifen 206 aus einem Metall wie Aluminium, Stahl, Titan oder einem anderen bei Fachleuten bekannten Material bestehen. Die Ablenkelemente 204 sind integrale Bestandteile der länglichen Streifen 206 (d. h. aus einem Stück) und als planflächige Plättchen ausgebildet, die aus mehreren im länglichen Streifen 206 ausgebildeten Ausschnitten 208 vom länglichen Streifen 206 aus radial nach außen abgewinkelt sind.
Die Ablenkelemente 204 können so ausgelegt sein, dass sie nach Art der Leitflügel 114 funktionieren. Hierbei wird das Abgas, wenn der Abgasstrom aus der Strömungsumkehrvorrichtung 106 austritt, von den Ablenkelementen 204 geleitet, die eine weitergehende Vermischung von Abgas und Abgasbehandlungsfluid unterstützen. Wie in den 12 und 13 am besten zu sehen, sind die Ausschnitte 208 schrägwinklig zu einer Länge des länglichen Streifens 206 angeordnet. Wenn die Ablenkelemente 204 aus dem länglichen Streifen 206 nach außen abgewinkelt sind, sind die Ablenkelemente 204 auch schrägwinklig zu einer Achse der Mischanordnung 200 angeordnet, was genutzt werden kann, um den Abgasstrom beim Austritt aus der Strömungsumkehrvorrichtung 106 in vorherbestimmte Richtungen zu lenken.
Die Ablenkelemente 204 können eine Länge aufweisen, die im Wesentlichen gleich einem Abstand zwischen dem zweiten Endbereich 86 des Zersetzungsrohrs 82 und der Außenwand 118 der Strömungsumkehrvorrichtung 106 ist. Alternativ können die Ablenkelemente 204 eine Länge aufweisen, die kleiner ist als der Abstand zwischen dem zweiten Endbereich 86 und der Außenwand 118. In einer anderen Alternative können die Ablenkelemente 204 jeweils einen Anschlussvorsprung 210 aufweisen, der die Ablenkelemente 204 mit einer Länge versieht, die größer ist als der Abstand zwischen dem zweiten Endbereich 86 und der Außenwand 118. Der Anschlussvorsprung 210 kann dann an ein Anschlussende 212 der Außenwand 118 der Strömungsumkehrvorrichtung 106 anstoßen, das die Positionierung der Ablenkvorrichtung 202 gegenüber der Strömungsumkehrvorrichtung 106 unterstützt. Die Anschlussvorsprünge 210 können auch dabei helfen, die Ablenkvorrichtung 202 an der Strömungsumkehrvorrichtung 106 zu befestigen, indem sie einen Punkt zum Anschweißen, Anlöten oder Anbringen der einzelnen Plättchen an der Strömungsumkehrvorrichtung 106 bereitstellen, wenn dies gewünscht ist.
Unter Verweis auf die 14 bis 16 wird nun eine dritte beispielhafte Mischanordnung 300 beschrieben. Die Mischanordnung 300 ähnelt im Wesentlichen der in den 7 bis 9 dargestellten Mischanordnung 80. Komponenten, die beide Anordnungen gemeinsam haben, werden aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht nochmals beschrieben. Obwohl Bundbuchse 98 in 14 nicht dargestellt ist, versteht es sich, dass die Mischanordnung 300 eine Bundbuchse 98 beinhalten kann. Die Mischanordnung 300 beinhaltet eine Ablenkvorrichtung 302, die eine Vielzahl von Ablenkelementen 304 umfasst. Wie in 15 am besten zu sehen, kann die Ablenkvorrichtung 302 aus einem Kreisring 306 aus einem Metall wie Aluminium, Stahl, Titan oder einem anderen bei Fachleuten bekannten Material ausgebildet werden. Die Ablenkelemente 304 sind integrale Bestandteile des Kreisrings 306 (d. h. aus einem Stück) und als planflächige Plättchen ausgebildet, die aus mehreren im Kreisring 306 ausgebildeten Ausschnitten 308 vom Kreisring aus axial nach außen abgewinkelt sein können. Die Ablenkelemente 304 sind bildlich zwar so dargestellt, dass sie in Richtung eines Innenraums 310 der Strömungsumkehrvorrichtung 106 abgewinkelt sind, aber es versteht sich, dass die Ablenkelemente 304 in eine vom Innenraum 310 wegweisende Richtung abgewinkelt sein können.
Die Ablenkelemente 304 können so ausgelegt sein, dass sie nach Art der Leitflügel 114 funktionieren. Hierbei wird das Abgas, wenn der Abgasstrom aus der Strömungsumkehrvorrichtung 106 austritt, von den Ablenkelementen 304 geleitet, die eine weitergehende Vermischung von Abgas und Abgasbehandlungsfluid unterstützen. Die Ablenkelemente 304 können auch schrägwinklig zu einer Achse der Mischanordnung 300 angeordnet sein, was genutzt werden kann, um den Abgasstrom beim Austritt aus der Strömungsumkehrvorrichtung 106 in vorherbestimmte Richtungen zu lenken.
Nachdem die Ablenkelemente 304 in die gewünschte Ausrichtung abgewinkelt sind, wird ein innerer Ring 312 und ein äußerer Ring 314 der Ablenkvorrichtung definiert. Der innere Ring 312 kann verwendet werden, um die Ablenkvorrichtung 302 am zweiten Endbereich 86 des Zersetzungsrohrs 82 durch Schweißen, Hartlöten oder ein anderes dem Fachmann bekanntes Befestigungsverfahren anzubringen. Die Ablenkvorrichtung 302 kann euch einen axial verlaufenden Flansch 316 beinhalten, der sich vom äußeren Ring 314 nach außen erstreckt. Der axial verlaufende Flansch 316 kann dem Anschlussende 212 der Strömungsumkehrvorrichtung 106 entsprechen (11) und das Anschlussende 212 überlappen, so dass der axial verlaufende Flansch 316 durch Schweißen, Hartlöten oder ein anderes bekanntes Befestigungsverfahren an der Strömungsumkehrvorrichtung 106 angebracht werden kann.
Unter Verweis auf die 17 bis 19 wird nun eine vierte beispielhafte Ausführungsform beschrieben. Die Mischanordnung 400 ähnelt der in den 7 bis 9 dargestellten Mischanordnung 80. Komponenten, die beide Anordnungen gemeinsam haben, werden aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht nochmals beschrieben. Die Mischanordnung 400 beinhaltet am zweiten Endbereich 86 eine Strömungsumkehrvorrichtung 106, die ein im Wesentlichen becherförmiges Glied mit einer innen ausgebildeten mittigen Ausbauchung aufweist. Im Gegenzusatz zu den oben beschriebenen Ablenkelementen 204 und 304 kann die Mischanordnung 400 eine Durchfluss-Dispergierkappe 402 beinhalten, die zwischen Strömungsumkehrvorrichtung 106 und Zersetzungsrohr 82 zwischengeschaltet ist.
Die Durchfluss-Dispergierkappe 402 beinhaltet eine erste axial verlaufende Lippe 404, die die Durchfluss-Dispergierkappe 402 mit der Strömungsumkehrvorrichtung 106 verbindet, und eine zweite axial verlaufende Lippe 406, die die Durchfluss-Dispergierkappe 402 mit dem Zersetzungsrohr 82 verbindet. Zwischen den axial verlaufenden Lippen 404 und 406 befindet sich ein perforierter kegelförmiger Ring 408, der eine Vielzahl von Durchgangslöchern 410 aufweist. Ähnlich den ersten und zweiten Perforationen 96 und 100 unterstützen die Durchgangslöcher 410 die Verwirbelung und Erhöhung einer Fließgeschwindigkeit des Abgasstroms bei dessen Austritt aus der Strömungsumkehrvorrichtung 106. Die Durchgangslöcher 410 können nach Wunsch auf beliebige Weise bemessen und in beliebiger Form gestaltet werden. Die Durchgangslöcher 410 sind hierbei zwar als kreisrund dargestellt, aber es versteht sich, dass die Durchgangslöcher jegliche Form annehmen können, einschließlich quadratisch, rechtwinklig, dreieckig, oval und dergleichen. Der kegelförmige Ring 408 kann einen ersten Bereich 412 angrenzend an die erste axial verlaufende Lippe 404 und einen zweiten Bereich 414 angrenzend an die zweite axial verlaufende Lippe 406 beinhalten.
Zwischen dem zweiten Bereich 414 und dem Zersetzungsrohr 82 kann ein Ableitring 416 positioniert sein. Wie in 19 am besten zu sehen, beinhaltet der Ableitring 416 einen mit dem Zersetzungsrohr 82 verbundenen zylindrischen Bereich 418 und einen aus dem zylindrischen Bereich 418 heraustretenden Winkelflansch 420 zwischen dem Zersetzungsrohr 82 und dem kegelförmigen Ring 408. Der Winkelflansch 420 kann in einem beliebigen gewünschten Winkel positioniert werden, um das Auslenken des Stromes aus der Mischanordnung 400 zu unterstützen. Der Winkelflansch kann hierbei zum zylindrischen Bereich 418 im Bereich von 25 bis 75 Grad, bevorzugt im Bereich von 35 bis 65 Grad, und höchstbevorzugt in einem Gradwinkel abgewinkelt sein.
Mit Eintreten in die Strömungsumkehrvorrichtung 106 wird die Fließrichtung des Abgasstroms zurück in Richtung Einlass 66 umgekehrt. Beim Austreten des Abgasstroms aus der Strömungsumkehrvorrichtung 106 wird das Abgas vom Ableitring 416 durch die Durchgangslöcher 410 hinausgeleitet, die ein weitergehendes Vermischen von Abgas und Abgasbehandlungsfluid unterstützen. Der Abgasstrom fließt dann frei in Richtung SCR 70.
Unter Verweis auf die 20 bis 21 wird nun eine fünfte beispielhafte Ausführungsform beschrieben. Die Mischanordnung 500 ähnelt im Wesentlichen der in den 7 bis 9 dargestellten Mischanordnung 80. Komponenten, die beide Anordnungen gemeinsam haben, werden aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht nochmals beschrieben. Die Mischanordnung 500 beinhaltet am zweiten Endbereich 86 des Zersetzungsrohrs 82 eine Strömungsumkehrvorrichtung 502, die ein im Wesentlichen becherförmiges Glied mit einer innen ausgebildeten mittigen Ausbauchung 503 aufweist. Die Strömungsumkehrrichtungsvorrichtung 502 kann eine Vielzahl von strömungstechnischen Ablenkelementen 504 beinhalten, die in einer Außenwand 506 dieser Vorrichtung ausgebildet sind. Die Ablenkelemente 504 sind integrale Bestandteile (d. h. aus einem Stück mit) der Strömungsumkehrvorrichtung 502 und als planflächige Plättchen ausgebildet, die aus mehreren in der Außenwand 506 ausgebildeten Ausschnitten 508 von der Außenwand 506 aus axial nach außen abgewinkelt sind. Die Ablenkelemente 504 können so ausgelegt sein, dass sie nach Art der Leitflügel 114 funktionieren. Hierbei wird das Abgas, wenn der Abgasstrom aus der Strömungsumkehrvorrichtung 502 durch die Ausschnitte 508 austritt, verwirbelt und von den Ablenkelementen 504 abgelenkt, die eine weitergehende Vermischung von Abgas und Abgasbehandlungsfluid unterstützen.
Die Mischanordnung 500 kann ferner einen Dispergierring 510 beinhalten, der zwischen einem Anschlussende 512 der Strömungsumkehrvorrichtung 502 und dem Zersetzungsrohr 82 positioniert ist. Der Dispergierring 510 kann aus einem Kreisring 514 aus Metall wie Aluminium, Stahl, Titan oder einem anderen dem Fachmann bekannten Material ausgebildet sein. Ein zylindrischer Flansch 516 kann sich axial vom Kreisring 514 weg erstrecken. Der zylindrische Flansch 516 kann am Zersetzungsrohr 82 angeschweißt, angelötet oder auf andere bekannte Weise angebracht sein. Der Kreisring 514 umfasst eine Vielzahl von in ihm ausgeformten muschelförmigen Aussparungen 518. Die Aussparungen 518 dienen als Austrittsöffnungen, um dem Abgasstrom das Verlassen der Mischanordnung 500 zu ermöglichen. Dementsprechend kann der Abgasstrom durch die Ausschnitte 508 oder durch die Aussparungen 518 austreten. Benachbarte Aussparungen 518 können durch einen Stegabschnitt 520 des Kreisrings 514 getrennt sein. Ein dem zylindrischen Flansch 516 entgegengesetztes Anschlussende 522 jedes Stegabschnitts 520 kann in axialer Richtung abgewinkelt sein, um eine Anstoßfläche bereitzustellen, die den Dispergierring 510 im Verhältnis zur Strömungsumkehrvorrichtung 502 positionieren kann, bevor der Dispergierring 510 am Zersetzungsrohr 82 befestigt wird.
Mit Eintreten in die Strömungsumkehrvorrichtung 502 wird die Fließrichtung des Abgasstroms zurück in Richtung Einlass 66 umgekehrt. Beim Austreten des Abgasstroms aus der Strömungsumkehrvorrichtung 502 kann das Abgas durch die Ausschnitte 508 austreten und von den Ablenkelementen 504 in eine gewünschte Richtung abgelenkt werden, oder der Abgasstrom kann durch die im Dispergierring 510 ausgebildeten Aussparungen 518 austreten. Unabhängig davon, wo der Abgasstrom die Mischanordnung 500 verlässt, wird der Abgasstrom weiter mit dem Abgasbehandlungsfluid vermischt, bevor er zum SCR 70 strömt.
Obwohl jede Mischanordnung hier in Bezug auf die Verwendung in einer Abgasbehandlungskomponente 20 beschrieben wurde, die ein einzelnes SCR 70 beinhaltet, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf zu beschränken. Wie am besten aus den 22 und 23 ersichtlich, können die Mischanordnungen in einer Abgasbehandlungskomponente 20 mit einem Paar von SCR 70 verwendet werden. 22 stellt zwei Abgasbehandlungskomponenten 18 und 20 in parallel gepaarter Anordnung dar. Die Abgasbehandlungskomponente 18 ist den bereits beschriebenen Ausführungsformen ähnlich, deshalb wird ihre Beschreibung ausgelassen.
Wie in 23 am besten zu sehen, beinhaltet die Abgasbehandlungskomponente 20 eine Mischanordnung 80 (oder eine andere oben beschriebene Mischanordnung) zum Vermischen des über das Dosiermodul 28 in den Abgasstrom eindosierten Abgasbehandlungsfluids. Die Abgasbehandlungskomponente 20 beinhaltet ein Paar von Gehäusen 600 in Verbindung mit einem Paar von Endkappen 602 und 604. Die Endkappen 602 und 604 können an den Gehäusen 600 durch Schweißen befestigt werden oder können an den Gehäusen 600 durch Schellen (nicht dargestellt) befestigt werden. Die Mischanordnung 80 und das Dosiermodul 28 sind in einer Leitung 606 befestigt, die die Verbindung zwischen Abgasbehandlungskomponente 18 und Abgasbehandlungskomponente 20 gewährleistet. Die Leitung 606 kann einen ersten Abschnitt 608 und einen zweiten Abschnitt 610 beinhalten, die jeweils einen Flansch 612 bzw. 614 beinhalten, der durch Schweißen oder durch eine Schelle (nicht dargestellt) befestigt sein kann. Jedes Gehäuse 600 trägt eine Vielzahl von Abgasbehandlungskomponentensubstraten 618, die eine Kombination von SCRs, Ammoniakschlupfkatalysatoren und Filtern zur Behandlung des Gemisches von Abgas und Abgasbehandlungsfluid sein können.
Beim Einströmen des Abgases in die Mischanordnung 80 kann das Harnstoff-Abgasbehandlungsfluid vom Dosiermodul 28 direkt in die Mischanordnung 80 eindosiert werden. Während das Gemisch von Abgas und Abgasbehandlungsfluid durch das Zersetzungsrohr 82 und die Strömungsumkehrvorrichtung 106 strömt, werden das Abgasbehandlungsfluid und der Abgasstrom ausreichend vermischt, bevor sie die Abgasbehandlungskomponentensubstrate 618 durchströmen. Die Mischanordnung 80 kann Ablenkelemente oder Leitflügel 114 beinhalten, um das Vermischen von Abgas und Abgasbehandlungsfluid zu unterstützten. Da in der beispielhaften Ausführungsform ein Paar von Gehäusen 600 verwendet wird, die jeweils Abgasbehandlungskomponentensubstrate 618 enthalten, können Leitflügel 114 in der Strömungsumkehrvorrichtung 106 angeordnet werden, um sicherzustellen, dass eine im Wesentlichen gleiche Menge von Abgasstrom zu jedem Gehäuse 600 geführt wird. Das heißt, es ist davon auszugehen, dass die Ablenkelemente 114 (und die Ablenkelemente in jeder beispielhaften Ausführungsform) so ausgerichtet und positioniert werden können, dass sie das Abgas in die gewünschte Richtung leiten. Auf diese Weise kann das Abgas durch die Abgasbehandlungskomponentensubstrate 618 ordnungsgemäß behandelt werden.
In den 24 bis 30 ist eine beispielhafte Abgasbehandlungsanordnung 700 dargestellt, die die Abgasbehandlungskomponenten 702 bis 704 enthält. Wie am besten aus 24 ersichtlich, sind die Abgasbehandlungskomponenten 702 und 704 parallel zueinander angeordnet. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die Abgasbehandlungskomponenten 702 und 704 im Wesentlichen koaxial angeordnet sein können, ohne dass von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen wird.
Die Abgasbehandlungskomponente 702 kann ein Gehäuse 706, einen Einlass 708 und einen Auslass 710 enthalten. Der Einlass 708 kann mit dem Abgaskanal 14 in Verbindung stehen, und der Auslass 710 kann mit der Abgasbehandlungskomponente 704 in Verbindung stehen. Obwohl der Auslass 710 in direkter Verbindung mit der Abgasbehandlungskomponente 704 dargestellt ist, versteht es sich, dass eine zusätzliche Leitung (nicht dargestellt) zwischen dem Auslass 710 und der Abgasbehandlungskomponente 704 positioniert sein kann. Die zusätzliche Leitung kann nichtlinear sein, so dass der durch die Leitung fließende Abgasstrom abbiegen muss, bevor er in die Abgasbehandlungskomponente 704 eintritt.
Das Gehäuse 706 kann eine zylindrische Form aufweisen und einen ersten Abschnitt 712, der einen DOC 714 trägt, und einen zweiten Abschnitt 716, der eine Mischanordnung 718 (29 und 30) trägt, enthalten. Der DOC 714 kann zum Beispiel durch einen DPF oder einen katalysatorbeschichteten DPF ersetzt werden, ohne dass von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen wird. Einander gegenüberliegende Enden des Gehäuses 706 können Endkappen 720 und 722 zur hermetischen Versiegelung des Gehäuses 706 enthalten. Die Endkappen 720 und 722 können aufgesteckt und am ersten und zweiten Abschnitt 712 bzw. 716 angeschweißt sein. Der erste und der zweite Abschnitt 712 und 716 können mit einer Schelle 724 gesichert sein. Alternativ können der erste und der zweite Abschnitt 712 und 716 aufgesteckt oder angeschweißt sein, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die Verwendung der Schelle 724 gestattet einen leichten Abbau des DOC 714 oder der Mischanordnung 718 zur Wartung, Reinigung oder zum Austausch dieser Komponenten. Ein perforiertes Prallblech 725 kann unmittelbar stromabwärts von dem Einlass 708 und stromaufwärts von dem DOC 714 positioniert sein. Abgas vom Abgaskanal 14 tritt in den Einlass 708 ein, durchströmt das perforierte Prallblech 725, den DOC 714 und die Mischanordnung 718 und strömt aus dem Auslass 710 aus, bevor es in die Abgasbehandlungskomponente 704 eintritt.
Die Abgasbehandlungskomponente 704 ist der Abgasbehandlungskomponente 702 im Wesentlichen ähnlich. In dieser Hinsicht kann die Abgasbehandlungskomponente 704 ein Gehäuse 726, einen Einlass 728 und einen Auslass 730 umfassen. Der Einlass 728 steht mit dem Auslass 710 der Abgasbehandlungskomponente 702 in Verbindung, und der Auslass 730 kann mit einem stromabwärtigen Abschnitt des Abgaskanals 14 in Verbindung stehen.
Das Gehäuse 726 kann eine Zylinderform aufweisen und einen SCR 732 und Ammoniakschlupfkatalysator 734 tragen. Der SCR 732 ist dem Ammoniakschlupfkatalysator 734 vorzugsweise vorgeschaltet. Einander gegenüberliegende Enden des Gehäuses 726 können Endkappen 736 und 738 zur hermetischen Versiegelung des Gehäuses 726 enthalten. Die Endkappen 736 und 738 können aufgesteckt und am Gehäuse 726 angeschweißt sein. Alternativ können die Endkappen 736 und 738 mit Schellen (nicht dargestellt) am Gehäuse 726 befestigt sein. Abgas aus dem Auslass 710 der Abgasbehandlungskomponente 702 tritt in den Einlass 728 ein, durchströmt den SCR 732 und den Ammoniakschlupfkatalysator 734 und tritt aus dem Auslass 730 aus, bevor es in den stromabwärtigen Abschnitt des Abgaskanals 14 eintritt.
Das Dosiermodul 28 kann an der Endkappe 722 an einer Stelle nahe dem Auslass 710 positioniert sein. Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann das Dosiermodul 28 so betrieben werden, dass es ein Reduktionsmittel wie Harnstoff-Abgasbehandlungsfluid in den Abgasstrom einspritzt, bevor der Abgasstrom den SCR 732 durchströmt. Es sollte ein ausreichendes Vermischen von Abgas und Abgasbehandlungsfluid erfolgen, um die Beseitigung von NOx aus dem Abgasstrom zu optimieren, bevor das Gemisch den SCR 732 durchströmt. Um das Vermischen von Abgasstrom und Harnstoff-Abgasbehandlungsfluid zu unterstützen, kann eine Mischanordnung 718 dem DOC 714 nachgeschaltet und dem SCR 732 vorgeschaltet sein. Die Mischanordnung 718 ist nahe dem Dosiermodul 28 positioniert, so dass das Dosiermodul 28 das Harnstoff-Abgasbehandlungsfluid direkt in die Mischanordnung 718 eindosieren kann, wo es sich mit dem Abgasstrom vermischen kann.
Die 29 und 30 illustrieren am besten die Mischanordnung 718. Ähnlich wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen, enthält die Mischanordnung 718 ein Zersetzungsrohr 82, das einen ersten Endbereich 84, der an der Endkappe 722 befestigt werden kann, und einen zweiten Endbereich 86, der nahe dem DOC 714 positioniert ist, enthält. Das Zersetzungsrohr 82 kann im Wesentlichen zylindrisch sein, wobei ein radial aufgeweiteter Bereich 88 zwischen dem ersten und dem zweiten Endbereich 84 und 86 positioniert sein kann. Eine Strömungsumkehrvorrichtung 740 am zweiten Endbereich 86. Neben der Befestigung des Zersetzungsrohrs 82 an der Endkappe 722 kann die Mischanordnung 718 innerhalb des Gehäuses 706 von einer perforierten Stützplatte 742 getragen werden.
Die Stützplatte 742 enthält einen ringförmigen zentralen Bereich 744, der einen Durchlass 746 umgibt, welcher durch einen am Zersetzungsrohr 82 befestigten sich axial erstreckenden Flansch 748 definiert wird. Ein ringförmiger äußerer Bereich 750 der Stützplatte 742 enthält eine Vielzahl von Durchgangslöchern 752, die Abgasfluss dort hindurch gestatten. Der äußere Bereich 750 enthält auch einen sich axial erstreckenden Flansch 754 zur Befestigung der Stützplatte 742 am Gehäuse 706. Ein sich axial erstreckender Schulterbereich 756 kann zwischen dem ringförmigen zentralen Bereich 744 und dem ringförmigen äußeren Bereich 750 positioniert sein. Der Schulterbereich 756 stellt eine Befestigungsfläche für einen zylindrischen Mantel 758 der Mischanordnung 718 bereit. Der Mantel 758 enthält ein am Schulterbereich 756 befestigtes proximales Ende 760 und ein an der Strömungsumkehrvorrichtung 740 befestigtes distales Ende 762. Ein sich radial erstreckender Befestigungsflansch 764 nimmt ein Ende 766 des Auslasses 710 auf.
Wie aus 30 am besten ersichtlich ist, tritt der Abgasfluss in den Einlass 708 ein, durchströmt das perforierte Prallblech 725 und tritt in den DOC 714 ein. Wenn das Abgas den DOC 714 verlassen hat, nähert sich das Abgas der Mischanordnung 718. Obwohl von der vorliegenden Offenbarung nicht gefordert, kann die Mischanordnung 718 eine an einer Außenfläche 770 der Strömungsumkehrvorrichtung 740 befestigte becherförmige Nase 768 aufweisen. Die becherförmige Nase 768 kann eine konische, hemisphärische oder ellipsoidische Außenfläche 772 aufweisen, die bei Kontakt durch das Abgas das Abgas um die Mischanordnung 718 herum leitet. Weiterhin kann die becherförmige Nase 768 eine konkave Fläche in Bezug auf die Richtung des Abgases aufweisen. Darüber hinaus kann die becherförmige Nase 768 erhabene oder ausgesparte Merkmale (zum Beispiel Buckel oder Vertiefungen, nicht gezeigt) aufweisen, die an der Außenfläche 772 ausgebildet sind. Obwohl die becherförmige Nase 768 als an der Strömungsumkehrvorrichtung 740 befestigt dargestellt wird, sollte darauf hingewiesen werden, dass die becherförmige Nase 768 durch eine Stützplatte (nicht gezeigt) an einer Stelle nahe der Strömungsumkehrvorrichtung 740 gestützt werden kann. Zum Beispiel kann eine Stützplatte ähnlich der Stützplatte 742 mit Durchgangslöchern 752 zum Gestatten von Abgasstrom verwendet werden, wobei der ringförmige zentrale Bereich 744 die becherförmige Nase 768 anstatt den Durchlass 746 definiert.
Nachdem das Abgas 718 um die Mischanordnung 718 herum geströmt ist, durchströmt das Abgas die Durchgangslöcher 752 der Stützplatte 742. Nach dem Durchströmen der Stützplatte 742 kann das Abgas durch die Perforationen 96 und 100 in die Mischanordnung 718 eintreten. Zur Unterstützung des Einspeisens des Abgases in die Mischanordnung 718 kann die Endkappe 722 gekrümmte Flächen (das heißt ähnlich der Strömungsumkehrvorrichtung 740, nicht gezeigt) definieren, die das Abgas in die Mischanordnung 718 leiten. Nach dem Eintritt in das Zersetzungsrohr 82 wird das Abgas mit dem durch das Dosiermodul 28 in die Mischanordnung 718 eindosierten Abgasbehandlungsfluid (zum Beispiel Harnstoff) beaufschlagt. Während das Abgas durch das Zersetzungsrohr 82 strömt, wird das Abgas durch die Strömungsumkehrvorrichtung 740 in einer umgekehrten Richtung in den Mantel 758 geleitet. Das Abgas kann dann den Mantel 758 durch den Auslass 710 verlassen und in die Abgasbehandlungskomponente 704 eintreten, wo der SCR 732 und der Ammoniakschlupfkatalysator 734 positioniert sind.
Gemäß der oben beschriebenen Ausgestaltung wird der Abgasstrom in der Abgasbehandlungskomponente 702 zweimal dazu gezwungen, seine Richtung umzukehren. Das heißt, der Abgasstrom kehrt erstens seine Richtung um, wenn er in die Mischanordnung 718 eintritt, und das Abgas kehrt zweitens seine Richtung aufgrund von Kontakt mit der Strömungsumkehrvorrichtung 740 um. Aufgrund der zweimaligen Richtungsumkehr des Abgasstroms bei seinem Durchströmen der Abgasbehandlungskomponente 702 wird der Abgasstrom krümmungsreich, wodurch das Vermögen erhöht wird, das Abgasbehandlungsfluid mit dem Abgas zu vermischen, bevor das Abgas in den SCR 732 eintritt. Aufgrund der verstärkten Vermischung des Abgasbehandlungsfluids und des Abgases kann die Wirksamkeit des SCR 732 beim Entfernen von NOx aus dem Abgas erhöht werden.
Obwohl in den 29 und 30 nicht dargestellt, sollte darauf hingewiesen werden, dass die Strömungsumkehrvorrichtung 740 Ablenkelemente wie zum Beispiel Leitflügel 114 enthalten kann. Alternativ können jegliche der Mischanordnungen 200, 300, 400 und 500 in der Abgasbehandlungskomponente 702 verwendet werden, ohne dass von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen wird.
In den 31 und 32 wird die Abgasbehandlungskomponente 800 dargestellt. Die Abgasbehandlungskomponente 800 enthält ein Gehäuse 802, einen Einlass 804 und einen Auslass 806. Das Gehäuse 802 kann einen inneren Mantel 807 und einen äußeren Mantel 808 enthalten. Ein Isoliermaterial 810 kann zwischen dem inneren Mantel 807 und dem äußeren Mantel 808 angeordnet sein. Der Einlass 804 kann mit dem Abgaskanal 14 gekoppelt sein und enthält einen inneren Kegel 812 und einen äußeren Kegel 814. Das Isoliermaterial 810 kann zwischen dem inneren Kegel 812 und dem äußeren Kegel 814 angeordnet sein. Der innere Kegel 812 kann am inneren Mantel 807 befestigt sein, und der äußere Kegel 814 kann am äußeren Mantel 808 befestigt sein. Der innere Kegel 812 kann zuerst am äußeren Kegel 814 befestigt werden, und dann kann der Einlass 804 an dem inneren und dem äußeren Mantel 807 und 808 befestigt werden. Der Auslass 806 kann eine äußere Hülse 816, die am äußeren Mantel 808 befestigt ist, und eine innere Hülse 818 enthalten. Die innere Hülse 818 kann aus einem oder mehreren Abschnitten ausgeführt sein, die hermetisch versiegelt sind. Das Isoliermaterial 810 kann zwischen der inneren Hülse 818 und der äußeren Hülse 816 angeordnet sein. Der Auslass 806 kann sich von dem Gehäuse 802 radial nach außen erstrecken, während der Einlass 804 koaxial zu dem Gehäuse 802 sein kann.
Eine Endkappe 820 kann mit dem Gehäuse 802 an einem Ende des Gehäuses 802 gegenüber dem Einlass 804 verbunden sein. Das Dosiermodul 28 kann an der Endkappe 820 (oder an einem zusätzlichen Flansch (nicht gezeigt)) an einer Stelle nahe dem Auslass 806 positioniert sein. Wie bei zuvor beschriebenen Ausführungsformen ist das Dosiermodul 28 dazu betreibbar, ein Reduktionsmittel wie Harnstoff-Abgasbehandlungsfluid in den Abgasstrom einzuspritzen, bevor der Abgasstrom den SCR (nicht gezeigt) durchströmt. Es sollte ein ausreichendes Vermischen von Abgas und Abgasbehandlungsfluid erfolgen, um die Beseitigung von NOx aus dem Abgasstrom zu optimieren, bevor das Gemisch den SCR durchströmt. Um das Vermischen von Abgasstrom und Harnstoff-Abgasbehandlungsfluid zu unterstützen, kann eine Mischanordnung 718 zwischen dem Einlass 804 und dem Auslass 806 positioniert sein. Die Mischanordnung 718 ist in der Nähe des Dosiermoduls 28 positioniert, so dass das Dosiermodul 28 das Abgasbehandlungsfluid direkt in die Mischanordnung 718 eindosieren kann, wo es sich mit dem Abgasstrom vermischen kann.
In 32 ist die Mischanordnung 718 in der Abgasbehandlungskomponente 800 am besten illustriert. Die Mischanordnung 718 enthält ein Zersetzungsrohr 82, das einen ersten Endbereich 84, der an der Endkappe 820 befestigt werden kann, und einen zweiten Endbereich 86, der nahe des Einlasses 804 positioniert ist, enthält. Der Abgasstrom tritt in den Einlass 804 ein und nähert sich der Mischanordnung 718. Obwohl von der vorliegenden Offenbarung nicht gefordert, kann die Mischanordnung 718 eine an einer Außenfläche 770 der Strömungsumkehrvorrichtung 740 befestigte becherförmige Nase 768 enthalten. Die becherförmige Nase 768 kann eine konische, hemisphärische oder ellipsoidische Außenfläche 772 aufweisen, die bei Kontakt durch das Abgas das Abgas um die Mischanordnung 718 herum leitet. Weiterhin kann die becherförmige Nase 768 eine konkave Fläche in Bezug auf die Richtung des Abgases aufweisen. Darüber hinaus kann die becherförmige Nase 768 erhabene oder ausgesparte Merkmale (zum Beispiel Buckel oder Vertiefungen, nicht gezeigt) aufweisen, die an der Außenfläche 772 ausgebildet sind. Nachdem das Abgas um die Mischanordnung 718 herum geströmt ist, durchströmt das Abgas die Durchgangslöcher 752 der Stützplatte 742. Nach dem Durchströmen der Stützplatte 742 kann das Abgas durch die Perforationen 96 in die Mischanordnung 718 eintreten. Obwohl die Mischanordnung 718 in der Darstellung von 32 keine perforierte Bundbuchse 98 enthält, sollte darauf hingewiesen werden, dass die dargestellte Ausführungsform eine perforierte Bundbuchse 98 enthalten kann, ohne dass von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen wird.
Nach dem Eintritt in das Zersetzungsrohr 82 wird das Abgas mit dem durch das Dosiermodul 28 in die Mischanordnung 718 eindosierten Abgasbehandlungsfluid (zum Beispiel Harnstoff) beaufschlagt. Während das Abgas durch das Zersetzungsrohr 82 strömt, wird das Abgas durch die Strömungsumkehrvorrichtung 740 in einer umgekehrten Richtung in den Mantel 758 geleitet. Das Abgas kann dann den Mantel 758 durch den Auslass 806 verlassen und in eine andere Abgasbehandlungskomponente (zum Beispiel die in 24 illustrierte Abgasbehandlungskomponente) eintreten, wo ein SCR positioniert sei kann.
Obwohl in 32 nicht dargestellt, sollte darauf hingewiesen werden, dass die Strömungsumkehrvorrichtung 740 Ablenkelemente wie zum Beispiel Leitflügel 114 enthalten kann. Alternativ können jegliche der Mischanordnungen 200, 300, 400 und 500 in der Abgasbehandlungskomponente 800 verwendet werden, ohne dass von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen wird.
Gemäß der oben beschriebenen Ausgestaltung wird der Abgasstrom in der Abgasbehandlungskomponente 800 zweimal dazu gezwungen, seine Richtung umzukehren. Das heißt, der Abgasstrom kehrt erstens seine Richtung um, wenn er in die Mischanordnung 718 eintritt, und das Abgas kehrt zweitens seine Richtung aufgrund von Kontakt mit der Strömungsumkehrvorrichtung 740 um. Aufgrund der zweimaligen Richtungsumkehr des Abgasstroms bei seinem Durchströmen der Abgasbehandlungskomponente 800 wird der Abgasstrom krümmungsreich, wodurch das Vermögen erhöht wird, das Abgasbehandlungsfluid mit dem Abgas zu vermischen, bevor das Abgas in den SCR eintritt. Aufgrund der verstärkten Vermischung des Abgasbehandlungsfluids und des Abgases kann die Wirksamkeit des SCR beim Entfernen von NOx aus dem Abgas erhöht werden.
Weiterhin sollte darauf hingewiesen werden, dass die Abgasbehandlungskomponente 800 weder einen DOC, DPF, SCR noch irgendein anderes Abgasbehandlungssubstrat enthält. Ohne irgendwelche dieser Vorrichtungen kann die Komponente 800 kompakt ausgebildet werden. Solch eine Konstruktion gestattet die Nachrüstung bestehender Abgasnachbehandlungssysteme, die einen SCR enthalten, mit der Komponente 800, um ein verstärktes Vermischen des Abgases und des Harnstoff-Abgasbehandlungsfluids zu unterstützen.
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die oben beschriebenen Ausgestaltungen wie gewünscht modifiziert werden können. Obwohl der in 24 dargestellte Einlass 708 mit einer Krümmung von 90 Grad dargestellt ist, kommt bei der vorliegenden Offenbarung ein koaxialer Einlass wie der in 31 dargestellte (das heißt Einlass 804) oder ein radial positionierter Einlass wie Einlass 728 in Betracht. Ebenso kann der Auslass 710 durch einen koaxialen Auslass (ähnlich dem koaxialen Einlass 804) oder einen Auslass mit einer Krümmung von 90 Grad (ähnlich dem Einlass 708) ersetzt werden. Ähnliche Modifikationen können in der Komponente 800 durchgeführt werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Die vorstehende Beschreibung dient Illustrations- und Darlegungszwecken. Sie soll weder erschöpfend sein noch die Offenbarung einschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer besonderen Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese besondere Ausführungsform beschränkt, sondern sind gegebenenfalls austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, selbst wenn nicht speziell gezeigt oder beschrieben. Es sind vielfache Abwandlungen möglich. Solche Abwandlungen sind nicht als Abweichung von der Offenbarung zu betrachten und all solche Modifikationen sollen im Umfang der Offenbarung mit erfasst werden.

Claims

Abgasbehandlungskomponente zur Behandlung eines Motorabgases, umfassend: ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass; und eine Mischvorrichtung, die zwischen dem Einlass und dem Auslass in dem Gehäuse positioniert ist, wobei die Mischvorrichtung Folgendes enthält: einen mit dem Auslass in Verbindung stehenden Mantel; ein Zersetzungsrohr mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei sich das erste Ende von dem Mantel erstreckt und dazu ausgestaltet ist, das Abgas vom Einlass aufzunehmen, und dazu ausgestaltet ist, ein Abgasbehandlungs-Reagensfluid aufzunehmen, und wobei das zweite Ende in dem Mantel positioniert ist; und eine Strömungsumkehrvorrichtung, die nahe dem zweiten Ende angeordnet ist, wobei die Strömungsumkehrvorrichtung dazu ausgestaltet ist, ein Gemisch aus dem Abgas und dem Abgasbehandlungs-Reagensfluid in vorbestimmten Richtungen in den Mantel zu leiten, wobei die Strömungsumkehrvorrichtung eine Strömungsrichtung des Abgases zurück zum ersten Ende des Zersetzungsrohrs umkehrt.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Stützplatte, die an einer Innenfläche des Gehäuses stromaufwärts von dem ersten Ende des Zersetzungsrohrs befestigt ist, wobei die Stützplatte einen Durchlass zur Aufnahme des Zersetzungsrohrs und eine Vielzahl von Durchgangslöchern zum Gestatten des Abgasstroms dort hindurch vor Eintritt in das erste Ende des Zersetzungsrohrs definiert.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 2, wobei sich eine Richtung des Abgasstroms nach Eintritt in das erste Ende des Zersetzungsrohrs umkehrt.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 1, ferner umfassend eine becherförmige Nase, die an einer Außenfläche der Strömungsumkehrvorrichtung befestigt ist.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 4, ferner umfassend eine Bundbuchse, die um das erste Ende herum angeordnet ist, wobei die Bundbuchse eine Vielzahl von zweiten Perforationen umfasst, die das Abgas aufnehmen.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 1, wobei die Strömungsumkehrvorrichtung eine Vielzahl von Ablenkelementen zum Vermischen des Abgases und des Abgasbehandlungs-Reagensfluids enthält.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 6, wobei die Ablenkelemente als eine Vielzahl von Leitflügeln ausgebildet sind und die Leitflügel an einer Innenfläche der Strömungsumkehrvorrichtung befestigt sind.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 6, wobei die Ablenkelemente aus einer Vielzahl von Plättchen ausgebildet sind, die über eine Vielzahl von Ausschnitten überstehen, die um einen Umfang der Strömungsumkehrvorrichtung ausgebildet sind.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 8, ferner umfassend einen Dispergierring mit einer Vielzahl von muschelförmigen Aussparungen, der zwischen dem zweiten Ende des Zersetzungsrohrs und der Strömungsumkehrvorrichtung befestigt ist.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 6, wobei die Ablenkelemente um einen zylindrischen Ring herum ausgebildet sind, der am zweiten Ende des Zersetzungsrohrs angebracht ist.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 6, wobei die Ablenkelemente um einen Kreisring herum ausgebildet sind, der zwischen dem zweiten Ende des Zersetzungsrohrs und der Strömungsumkehrvorrichtung angebracht ist.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 6, wobei die Ablenkelemente aus einem Ableitring bestehen, der am zweiten Ende des Zersetzungsrohrs befestigt ist.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 12, ferner umfassend eine Durchfluss-Dispergierkappe, die zwischen dem zweiten Ende des Zersetzungsrohrs und der Strömungsumkehrvorrichtung angebracht ist, wobei die Durchfluss-Dispergierkappe eine Vielzahl von in ihr ausgeformten Durchgangslöchern umfasst.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 1, wobei das Zersetzungsrohr einen radial aufgeweiteten Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende umfasst.
Abgasbehandlungskomponente zur Behandlung eines von einem Verbrennungsmotor erzeugten Abgases, umfassend: ein Gehäuse; ein Abgasbehandlungskomponentensubstrat, das im Gehäuse positioniert ist; ein Dosiermodul zum Eindosieren eines Abgasbehandlungs-Reagensfluids in das Abgas, wobei das Dosiermodul am Gehäuse befestigt ist und stromabwärts des ersten Abgasbehandlungskomponentensubstrats positioniert ist; und eine Mischvorrichtung, die sich in dem Gehäuse befindet und stromabwärts von dem Dosiermodul positioniert ist, wobei die Mischvorrichtung Folgendes enthält: einen Mantel; ein Zersetzungsrohr mit einem sich von dem Mantel erstreckenden ersten Ende, das mit dem Dosiermodul in direkter Verbindung steht, und einem in dem Mantel positionierten zweiten Ende; eine Strömungsumkehrvorrichtung, die nahe dem zweiten Ende angeordnet ist, wobei die Strömungsumkehrvorrichtung das Abgas und das Abgasbehandlungs-Reagensfluid in vorbestimmten Richtungen in den Mantel leitet; und eine Stützplatte, die an einer Innenfläche des Gehäuses stromaufwärts von dem ersten Ende des Zersetzungsrohrs befestigt ist, wobei die Stützplatte einen Durchlass zur Aufnahme des Zersetzungsrohrs und eine Vielzahl von Durchgangslöchern zum Gestatten des Abgasstroms dort hindurch vor Eintritt in das erste Ende des Zersetzungsrohrs definiert, wobei sich erstens eine Richtung des Abgasstroms nach Eintritt in das erste Ende des Zersetzungsrohrs umkehrt; und die Strömungsumkehrvorrichtung zweitens die Richtung des Abgasstroms zurück zu dem ersten Ende des Zersetzungsrohrs umkehrt.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 15, ferner umfassend eine becherförmige Nase, die an einer Außenfläche der Strömungsumkehrvorrichtung befestigt ist.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 16, ferner umfassend eine Bundbuchse, die um das erste Ende herum angeordnet ist, wobei die Bundbuchse eine Vielzahl von zweiten Perforationen umfasst, die das Abgas aufnehmen.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 15, wobei die Strömungsumkehrvorrichtung eine Vielzahl von Ablenkelementen zum Vermischen des Abgases und des Abgasbehandlungs-Reagensfluids enthält.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 18, wobei die Ablenkelemente als eine Vielzahl von Leitflügeln ausgebildet sind und die Leitflügel an einer Innenfläche der Strömungsumkehrvorrichtung befestigt sind.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 18, wobei die Ablenkelemente aus einer Vielzahl von Plättchen ausgebildet sind, die über eine Vielzahl von Ausschnitten überstehen, die um einen Umfang der Strömungsumkehrvorrichtung ausgebildet sind.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 20, ferner umfassend einen Dispergierring mit einer Vielzahl von muschelförmigen Aussparungen, der zwischen dem zweiten Ende des Zersetzungsrohrs und der Strömungsumkehrvorrichtung befestigt ist.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 18, wobei die Ablenkelemente um einen zylindrischen Ring herum ausgebildet sind, der am zweiten Ende des Zersetzungsrohrs angebracht ist.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 18, wobei die Ablenkelemente um einen Kreisring herum ausgebildet sind, der zwischen dem zweiten Ende des Zersetzungsrohrs und der Strömungsumkehrvorrichtung angebracht ist.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 18, wobei die Ablenkelemente aus einem Ableitring bestehen, der am zweiten Ende des Zersetzungsrohrs befestigt ist.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 24, ferner umfassend eine Durchfluss-Dispergierkappe, die zwischen dem zweiten Ende des Zersetzungsrohrs und der Strömungsumkehrvorrichtung angebracht ist, wobei die Durchfluss-Dispergierkappe eine Vielzahl von in ihr ausgeformten Durchgangslöchern umfasst.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 15, wobei das Zersetzungsrohr einen radial aufgeweiteten Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Ende umfasst.
Abgasbehandlung nach Anspruch 15, wobei das erste Abgasbehandlungskomponentensubstrat ein Oxidationskatalysatorsubstrat ist.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 27, ferner umfassend eine zweite Abgasbehandlungskomponente stomabwärts von dem Gehäuse und parallel zur ersten Abgasbehandlungskomponente angeordnet.
Abgasbehandlungskomponente nach Anspruch 28, wobei die zweite Abgasbehandlungskomponente ein SCR-Katalysatorsubstrat ist.